在1924年的柏林車展上,德國曼恩展示了全球首臺搭載柴油直噴系統的卡車,開創了卡車發動機技術的發展新紀元。,至今仍在影響著現代柴油機的發展。作為“柴油發動機之父”,德國曼恩在商用車領域一直引領技術變革。如今,面對新能源轉型,曼恩再次站在行業前沿,開啟了全新的電動化時代。
位于曼恩紐倫堡生產基地的電池生產設施
2025年4月11日,曼恩宣布:其旗下的紐倫堡工廠正式開始了商用車重型電池組的生產,對曼恩及工廠所在地巴伐利亞州都有著里程碑般的意義。紐倫堡工廠一直是曼恩旗下的柴油機生產基地。隨電池等新能源商用車部件的投產,這個百年柴油之家正轉型為先進的電池生產基地。
在紐倫堡工廠,曼恩共生產3種不同規格的電池組,其中:扁平規格用于Lion’s City E純電動城市客車。該車將電池放置于車頂,因此需要借助扁平的電池組來壓縮車高。其余兩種規格分別用于eTGL純電動中卡及eTGS和eTGX純電動重卡。前者規格稍小,適應eTGL車型更緊湊的底盤空間;后者規格更大,可為重型車輛應用帶來充足的電力。
目前,曼恩已為紐倫堡工廠旗下的電池生產設施投資1億歐元,未來還將繼續追加1.5億歐元,使總投資額達到2.5億歐元。當前的電池生產設施主要負責將電芯制造成電池組,曼恩本身并不負責電芯的生產。但在未來,曼恩也會研發、制造自己的電芯,為下一代商用車動力電池鋪平基礎。
在當前狀態下,曼恩紐倫堡工廠每年可生產約5萬個電池組。新投資的M50工廠有著每年10萬個電池組的設計產能,但它并不會一上來就滿負荷運行,而是會根據電動卡車的需求來逐步增產,更好調配產能。
曼恩紐倫堡工廠電池生產設施采用了領先的模塊化理念。電池組生產工序不同于以往的嚴格線性,而是采用了分離式工位設計,每個工位都可獨立運作。電池組生產過程中無需傳送帶,轉而采用AGV自動導引小車在各工位間運輸。這樣一來,電池組的生產過程就有了更高靈活性,可經濟、高速的生產不同規格的電池。
典型的曼恩電動重卡底盤
相較于傳統的柴油重卡而言,電動重卡結構復雜、零部件多。為了保證整車的可靠安全,每一個零部件的可靠性都至關重要,特別是電池。曼恩對電池質量的把控極為嚴苛:每一個電池組在生產完成后,都要經歷23項測試程序,涵蓋軟件、電氣、數據核對和泄漏檢測等多個方面,記錄約400個測試參數。全方位、精細化的檢測流程,使每一塊電池都盡可能達到高質量標準。
當然,電池的可靠性不是光靠精細制造就能保證的,這得從源頭設計開始說起。對于重型電動商用車而言,其動力電池配方有多種可選。目前行業主流無非LFP磷酸鐵鋰或NMC鎳鈷錳兩種,而曼恩選擇了后者:NMC鎳鈷錳電池。
動力電池的充放電等各類特性會受其化學成分的影響,這涉及到電池化學的諸多知識。一般而言,動力電池的陽極由石墨組成,而陰極則各不相同:LFP磷酸鐵鋰電池的陰極由鋰和磷酸鐵組成,而NMC鎳鈷錳電池的陰極則由鎳、鈷、錳的混合物組成。在經過深思熟慮后,曼恩決定采用NMC鎳鈷錳電池技術路線。它的熱穩定性、耐用性、安全性較高,能以經濟實惠的價格提供高能量。
在電池組的開發過程中,曼恩工程師團隊對其可靠性及安全性進行了多項嚴苛測試,首先便是火燒實驗。在這項實驗中,電池組將被放置在形如燒烤架的鐵架臺上。鐵架臺下方將鋪滿燃油,對電池進行“炙烤”。這項實驗模擬了電動卡車與傳統內燃車輛碰撞時的燃油泄漏現象。即使在這樣的極端條件下,電池也不應該出現燃燒。
火燒實驗將持續一分半鐘。在這段時間里,電池組將直面火焰炙烤,經受800攝氏度的高溫。一分半鐘后,電池組會從火焰內抽出,但仍暴露在高溫環境下。得益于曼恩的優秀設計,電池組通過了火燒實驗。無論是明火炙烤還是高溫環境,都無法使電池組被引燃。
除了火燒測試之外,曼恩還為電池組設計了浸水實驗。在這項實驗中,電池組將被完全浸沒在水中,持續30分鐘。電池組內部設計了變色貼,遇水便會由白色變為紅色。這項實驗對電池組的密封性能進行了考驗。保持內部環境穩定、防止外部異物進入,對電池組的安全性和耐久性也是至關重要。
在浸水測試的基礎上,曼恩還對電池組進行了水沖測試。在測試過程中,一根預設好壓力的水槍會對電池組外殼持續噴射,模擬了洗車等日常工況。
曼恩當前的電動重卡旗艦分為eTGX及eTGS兩款車型。其中前者主打公路運輸,而后者則主打工程運輸。在工程運輸工況下,車輛時常會遇見巖石磕碰、托底的情況。為了確保電池組安全性。曼恩對其進行了底部磕碰測試:搭載電池組的模擬小車將以35KM/H的速度從地面上的半圓形凸起上擦過,以此來驗證電池組底部防護結構的性能。
并且,曼恩還對電池組進行了飛濺物碰撞測試。在這項測試中,電池組將傾斜放置在金屬托架上。一塊金屬碎片將以89KM/H的速度射向電池,而電池則必須在受撞擊后仍保持正常工作。這項測試模擬了車輛行駛過程中被前車飛濺物擊打電池的情境,頗有種測試坦克裝甲的感覺。
除了裝車用于道路交通外,電池在物流、倉儲時也可能發生意外,比如從叉車上掉落、從貨架上掉落等等。針對于此,曼恩對其電池組進行了跌落測試:電池組將以傾斜角度從1米高的空中自由落體,跌落后的電池仍應保持安全、正常工作。
在電池開發過程中,曼恩對其電池組進行了多項暴力的破壞性測試,用以驗證電池的設計合理性,并為后續的生產質量保障奠定基礎。這些暴力測試證明:曼恩電池組可適應商用車的高強度惡劣使用環境,堅固耐用,讓客戶充滿了信心。
嚴密的測試帶來的優點也是顯而易見:曼恩電池組有著160萬公里或長達15年的使用壽命,這在整個歐洲電動重卡行業中都是遙遙領先的存在。雖然是NMC鎳鈷錳電池,但其充放電性能、可靠性、抗震性和使用壽命等方面都絲毫不遜于LFP磷酸鐵鋰電池。得益于其高能量密度、高性能等多種優勢,曼恩電池組極其適用于純電動商用車。
根據曼恩預計:到2030年,歐洲近一半的卡車及約90%的城市公交車都將配備零排放驅動系統,而純電動將成為其中的主力軍。正是因此,曼恩正大力發展電池、電機等純電動商用車技術,適應未來需求。與此同時,曼恩也采用多技術并舉的路線,持續推進hTGX氫內燃機重卡的研發。并且,曼恩在紐倫堡工廠投資了約2.5億歐元,用于D30 PowerLion系列柴油動力鏈的研發。這套動力鏈將是曼恩卡車柴油動力的“絕唱”,目前沒有后續開發計劃,將一直服役至2030年代。
在當今的歐洲卡車行業中,電動化已經成為了不可回避的議題之一,純電動浪潮正以前所未有的形勢席卷整個行業,這一趨勢也能從我們的文章占比中察覺出來。不能適應時代變革者,必將在未來被時代拋棄。曼恩的轉型不僅是對電動化趨勢的順應,更是其百年技術創新精神的延續。感謝您閱讀本篇文章!還想看到更多有趣有料的商用車內容,別忘了關注我們哦!
文圖:heseaotter
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